JP7678406B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、先行車両と自車両との車間距離が目標値に一致するように自車両の駆動装置及び制動装置を制御する運転支援装置に関する。

従来、車両のアクセルペダル及びブレーキペダルの操作を支援するクルーズ制御を実行する運転支援装置（以下、「従来装置」と称呼する。）が提案されている（下記特許文献１を参照。）。具体的には、従来装置は、先行車両と自車両との車間距離が目標値に一致するように自車両の駆動装置及び制動装置を制御する。例えば、先行車両が減速と加速とを繰り返した（加速度を変化させた）場合、従来装置は、先行車両の速度変動に追従して、自車両の速度を変動させる。

特開２０１５－１２３８３１号公報

ここで、従来装置がクルーズ制御を実行中に、自車両の進行方向における直近の信号機の灯火色が「赤」である場合、当該車両の乗員は、従来装置により自車両が減速されて信号機の手前にて停止することを期待する。しかし、この場面において、先行車両の速度が、上記の例のように変動した場合、従来装置が、先行車両に追従して自車両の速度を変動させる。このように、自車両の挙動が乗員の期待した挙動とは異なる。そのため、自車両の乗員に不快感を生じさせる虞がある。また、上記の場合、自車両の加速度が比較的大きく変動する。このような加速度の大きな変動も、自車両の乗員に不快感を生じさせる要因の１つである。

本発明の目的の一つは、車両の乗員の不快感を低減できる運転支援装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の運転支援装置（１）は、
自車両（Ｖ）の駆動輪に駆動力を付与する駆動装置（２０）と、
前記駆動輪に制動力を付与する制動装置（３０）と、
自車両の周囲の物標に関する情報である周辺情報を出力する周囲センサ（５０）
と、
前記周辺情報に基づいて、自車両の直前を走行する先行車両（ＶＦ）と自車両との車間距離の目標値（Ｌｄ）を決定し、前記周辺情報に基づいて取得した車間距離の実測値が前記目標値に一致するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する追従制御を実行する運転支援制御装置（１０）と、
を備え、
前記追従制御は、先行車両が減速して前記車間距離が前記目標値より縮小した場合に、自車両の加速度が「０」より小さな所定値に一致するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御して自車両を減速させて、前記縮小した車間距離を前記目標値に近づける減速制御を含み、
前記運転支援制御装置は、
前記周辺情報に基づいて、先行車両の速度を演算し、
前記減速制御を実行中に自車両に対する先行車両の速度である相対速度（ｒｖ）が「０」より小さい状態（第１状態）から「０」より大きい状態（第２状態）に遷移した場合であって、且つ前記周辺情報に基づいて、自車両及び先行車両の進行方向における直近の信号機の灯火色が「赤」であることを検出した場合、
前記追従制御を中断するとともに、
前記車間距離が前記目標値より拡大することを許容した例外制御であって、
自車両の加速度が前記所定値に保持されるように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する第１例外制御、及び、
自車両の加速度が、前記所定値から徐々に増大するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する第２例外制御、
を含む例外制御を実行可能であり、
前記第１例外制御を開始してから所定の第１時間が経過したとき、前記第１例外制御を終了するとともに前記第２例外制御を開始し、前記第２例外制御を開始してから所定の第２時間が経過したとき、前記第２例外制御を終了し、当該第２例外制御を終了した時点から、自車両が前記信号機を通過するまで、前記第１例外制御及び前記第２例外制御を実行不能である、
ように構成されている。

上記のように構成された本発明に係る運転支援装置は、信号機の灯火色が「赤」である場合に、その信号機の手前にて先行車両が減速走行と定速走行とを繰り返した場合、先行車両の定速走行時に車間距離が目標値より増大することを許容する。すなわち、運転支援装置は、自車両の速度を先行車両に完全に追従させるのではなく、自車両を緩やかに減速させ続ける。このように、自車両の挙動が、運転者の期待した挙動（信号機の灯火色が「赤」である場合に期待される挙動）に略一致している。また、この場合の先行車両の加速度の変化に比べて、自車両の加速度の変化が緩やかである。よって、本発明によれば、従来装置（自車両の速度を先行車両の速度に常に追従させる装置）に比べて、自車両の乗員の不快感を低減できる。

これによれば、第１状態から第２状態へ遷移したとき、第１例外制御を実行することなく即座に第２例外制御を実行する場合に比べて、自車両の加速度の変化が緩やかである。よって、自車両の乗員の不快感を低減できる。

本発明の一実施形態に係る運転支援装置のブロック図である。 運転支援装置が信号機の灯火色を認識可能な領域を表す平面図である。 先行車両及び自車両の加速度及び速度、並びに車間距離の変化の一例を示すグラフである。 追従制御のフローチャートである。

（構成の概略）
図１に示したように、本発明の一実施形態に係る運転支援装置１は、車両Ｖに搭載される。運転支援装置１は、詳しくは後述するように、車両Ｖに搭載されたセンサから取得した情報に基づいて、車両Ｖが定速で走行、又は車両Ｖの直前を走行する車両ＶＦ（図２を参照。）に追従して走行するように、車両Ｖのエンジン、ブレーキなどを制御する。以下、この制御を「クルーズ制御」と称呼する。また、車両Ｖを「自車両」と称呼し、車両ＶＦを「先行車両」と称呼する。

（具体的構成）
図１に示したように、運転支援装置１は、運転支援ＥＣＵ１０、駆動装置２０、制動装置３０、シフト切替装置４０、周囲センサ５０及び操作スイッチ６０を備えている。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１０ａ、ＲＡＭ１０ｂ、ＲＯＭ１０ｃなどを含むマイクロコンピュータを備える。なお、本明細書において、「ＥＣＵ」は電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を意味し、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むマイクロコンピュータを含む。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクションを実行することにより各種機能を実現する。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して、他のＥＣＵ（後述するエンジンＥＣＵ２１、ブレーキＥＣＵ３１及びＳＢＷ・ＥＣＵ４１と相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。

駆動装置２０は、駆動力を発生させ、当該駆動力を車輪（左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪）のうちの駆動輪に付与する。駆動装置２０は、エンジンＥＣＵ２１、エンジンアクチュエータ２２、内燃機関２３、変速機２４、駆動力を車輪に伝達する図示しない駆動力伝達機構などを含む。エンジンＥＣＵ２１は、エンジンアクチュエータ２２に接続されている。エンジンアクチュエータ２２は、内燃機関２３のスロットル弁の開度を変更するスロットル弁アクチュエータを含む。エンジンＥＣＵ２１は、エンジンアクチュエータ２２を駆動することによって、内燃機関２３が発生するトルクを変更することができる。内燃機関２３が発生するトルクは、変速機２４及び駆動力伝達機構（例えば、ドライブシャフト）を介して駆動輪に伝達されるようになっている。上記のように、エンジンＥＣＵ２１は、エンジンアクチュエータ２２を制御することによって、車両Ｖの駆動力を制御する。

なお、運転支援装置１が適用される車両Ｖが、ハイブリッド車両（ＰＨＥＶ、ＨＥＶ）或いは電気車両（ＢＥＶ）である場合、エンジンＥＣＵ２１は、車両駆動源としての「内燃機関及び電動機」の何れか一方又は両方によって発生する車両の駆動力を制御することができる。

制動装置３０は、車輪に対して制動力を付与する。制動装置３０は、ブレーキＥＣＵ３１、油圧回路３２及びブレーキキャリパ３３を含む。油圧回路３２は、図示しないリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置、油圧センサなどを含む。ブレーキキャリパ３３は、シリンダ及びピストンを備えた油圧式アクチュエータである。シリンダにオイルが供給されるとピストンがシリンダから押し出される。ピストンの先端に、ブレーキパッドが設けられており、このブレーキパッドがブレーキディスクへ押し当てられる。油圧回路３２は、ブレーキＥＣＵ３１からの指令に応じてブレーキキャリパ３３のシリンダ内の油圧を調整する。これにより、ブレーキキャリパ３３による車輪（ブレーキディスク）の制動力が制御される。

シフト切替装置４０は、変速機２４のシフトポジションを切り替える。シフト切替装置４０は、ＳＢＷ（Ｓｈｉｆｔ－ｂｙ－Ｗｉｒｅ）・ＥＣＵ４１、ＳＢＷアクチュエータ４２、シフト切替機構４３などを含む。ＳＢＷ・ＥＣＵ４１は、ＳＢＷアクチュエータ４２に接続されている。ＳＢＷアクチュエータ４２は、ＳＢＷ・ＥＣＵ４１からのシフト切り替え指令に応じてシフト切替機構４３を制御して、変速機２４のシフトポジションを切り替える。

周囲センサ５０は、車両Ｖの周囲に存在する立体物についての情報及び車両Ｖの周囲の路面の区画線についての情報を含む車両周辺情報を取得するようになっている。立体物は、例えば、自動車（他車両）、歩行者及び自転車などの移動物、並びに、路面の白線、ガードレール、信号機Ｓなどの固定物である。

周囲センサ５０は、レーダセンサ５１、超音波センサ５２、カメラ５３、車速センサ５４及びナビゲーションシステム５５を含む。

レーダセンサ５１は、レーダ送受信部と信号処理部（図示略）とを備えている。レーダ送受信部が、ミリ波帯の電波（以下、「ミリ波」と称呼する。）を車両の周辺領域に放射し、放射範囲内に存在する立体物によって反射されたミリ波（即ち、反射波）を受信する。信号処理部は、送信したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間等に基づいて、車両Ｖと立体物との距離、車両Ｖと立体物との相対速度、車両Ｖに対する立体物の相対位置（方向）等を表す情報を取得して運転支援ＥＣＵ１０に出力する。

超音波センサ５２は、超音波をパルス状に車両の周囲の所定の範囲に送信し、立体物によって反射された反射波を受信する。超音波センサは、超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて、「送信した超音波が反射された立体物上の点である反射点」及び「超音波センサと立体物との距離」等を検出することができる。

カメラ５３は、撮像装置５３１及び画像解析装置５３２を含む。撮像装置５３１は、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）或いはＣＩＳ（ＣＭＯＳ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。撮像装置５３１は、フロントウインドシールドガラスの上部に配設されている。撮像装置５３１は、所定のフレームレートで車両の前景を撮影して得られた画像データを、画像解析装置５３２に出力する。画像解析装置５３２は、取得した画像データを解析して、その画像から車両Ｖの前方に位置する物標に関する情報を取得する。画像解析装置５３２は、例えば、車両Ｖの進行方向における前方に位置する信号機Ｓの灯火色を取得（認識）する。なお、画像データにおける赤い円形を呈するピクセルの集合体を、信号機Ｓの灯火部から発せられた光であるか否かを、画像解析装置５３２が精度良く判定するためには、車両Ｖが信号機Ｓに、ある程度接近する必要がある。車両Ｖが信号機Ｓに接近して行き、その距離が、例えば「１２０ｍ」になると、画像解析装置５３２は、当該信号機Ｓの灯火色を精度良く判定できるようになる。以下の説明において、画像解析装置５３２が、信号機Ｓの灯火色を精度良く判定できる距離（車両Ｖと信号機Ｓとの距離）の最大値を、「認識可能距離Ｌｒ」と称呼する（図２を参照。）。また、信号機Ｓから認識可能距離Ｌｒだけ手前に位置する地点を「認識可能地点Ｐｒ」と称呼する。なお、認識可能距離Ｌｒは、撮像装置５３１の仕様に依存する。認識可能距離Ｌｒは、車両Ｖの開発段階において実験的に求められ、その結果が運転支援ＥＣＵ１０のＲＯＭ１０ｃに記憶されている。

車速センサ５４は、自車両の車輪が所定角度回転する毎に一つのパルス信号（車輪パルス信号）を発生させる車輪速センサを含む。車速センサ５４は、車輪速センサから送信されてくる車輪パルス信号の単位時間におけるパルス数を計測し、その計測したパルス数に基づいて各車輪の回転速度（車輪速度）を計算し、各車輪の車輪速度に基づいて自車両の速度（実車速）を計算する。車速センサ５４は、当該計算結果を表すデータを運転支援ＥＣＵ１０に送信する。

ナビゲーションシステム５５は、複数の人工衛星からＧＰＳ信号を受信し、前記受信した複数のＧＰＳ信号に基づいて、車両Ｖの現在地（緯度及び経度）を検出する。また、ナビゲーションシステム５５は、地図を表す地図データを記憶している。地図データは、道路を表す道路情報及び信号機の設置位置を表す信号機位置情報を含む。ナビゲーションシステム５５は、運転支援ＥＣＵ１０に、前記検出した車両Ｖの現在地を表す車両位置データを送信する。さらに、ナビゲーションシステム５５は、２つの地点の距離（道路に沿った距離）を計算する機能を備える。例えば、ナビゲーションシステム５５は、自車両の現在地から、車両Ｖが現在走行している道路に沿って直進した場合に最初に通過する信号機Ｓ（直近の信号機Ｓ）までの距離を演算して、当該距離データを運転支援ＥＣＵ１０に送信する。

操作スイッチ６０は、運転者がクルーズ制御の開始及び終了を要求する場合に操作する操作子（例えば、押しボタン式スイッチ操作子）である。クルーズ制御が実行されていない期間に運転者が操作スイッチ６０を操作した場合（ボタンを押した場合）、操作スイッチ６０は「運転者がクルーズ制御の開始を要求していること（クルーズ制御の開始要求）」を表すクルーズ制御開始信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。一方、クルーズ制御が実行されている期間に運転者が操作スイッチ６０を操作した場合、操作スイッチ６０は「運転者がクルーズ制御の終了を要求していること（クルーズ制御の終了要求）」を表すクルーズ制御終了信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。

また、操作スイッチ６０は、後述する定速走行制御時の車速の目標値Ｖｄを指定するための操作子を含む。

（作動）
つぎに、運転支援装置１が実行するクルーズ制御について説明する。クルーズ制御は、定速走行制御及び追従制御を含む。定速走行制御は、本発明には直接的には関係がない。そこで、定速走行制御については、その概略を説明するに留め、追従制御について詳しく説明する。

運転支援ＥＣＵ１０は、操作スイッチ６０からクルーズ制御開始信号を受信すると、クルーズ制御（ＡＣＣ）を開始する。運転支援ＥＣＵ１０は、クルーズ制御を開始すると、周囲センサ５０から取得した情報に基づいて、追従すべき他車両（先行車両）が存在するか否かを逐次判定する。

＜定速走行制御＞
追従すべき先行車両が存在しないと判定した場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の速度が、予め設定された目標値Ｖｄに一致するように、駆動装置等を制御する。

＜追従制御＞
一方、追従すべき先行車両が存在すると判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、周囲センサ５０から取得した車両周辺情報に基づいて、その先行車両と自車両との車間距離Ｌを検知（実測）する。さらに、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の速度、車間距離Ｌの変化などに基づいて、先行車両の車速及び加速度を演算する。さらに、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の速度の変化に基づいて、自車両の加速度を演算する。なお、周囲センサ５０として、加速度センサを備えてもよい。その場合、運転支援ＥＣＵ１０は、加速度センサから自車両の加速度を取得する。さらに、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の速度、先行車両の速度などに基づいて、車間距離Ｌの目標値Ｌｄを演算する。

自車両の速度に対する先行車両の速度が「０」より大きい場合、車間距離Ｌが増大していく。車間距離Ｌが目標値Ｌｄより拡大した状態では、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の速度が先行車両の速度より大きくなるように自車両の目標加速度を設定する。そして、自車両の加速度が目標加速度に一致するように、駆動装置２０，制動装置３０及びシフト切替装置４０（以下、「駆動装置等」と称呼する。）を制御する（以下、「加速制御」と称呼する。）。これにより、目標値Ｌｄより拡大していた車間距離Ｌが目標値Ｌｄに戻り始める。そして、車間距離Ｌが目標値Ｌｄに一致すると、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の目標加速度を「０」に設定する。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両が先行車両と同一の速度で走行するように、駆動装置等を制御する。

一方、自車両の速度に対する先行車両の速度が「０」より小さい場合、車間距離Ｌが縮小してくる。車間距離Ｌが目標値Ｌｄより縮小した状態では、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の速度が先行車両の速度より小さくなるように自車両の目標加速度を設定する。そして、自車両の加速度が目標加速度に一致するように、駆動装置等を制御する（以下、「減速制御」と称呼する。）。これにより、目標値Ｌｄより縮小していた車間距離Ｌが目標値Ｌｄに戻り始める。そして、車間距離Ｌが目標値Ｌｄに一致すると、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の加速度を「０」に設定する。なお、目標値Ｌｄは自車両の速度及び先行車両の速度に相関している。これらの速度と目標値Ｌｄとの関係を表すデータベース（テーブル）又は目標値Ｌｄを決定する演算式を規定するパラメータがＲＯＭ１０ｃに記憶されている。このデータベース又は演算式によれば、比較的小さい速度に対して、比較的小さい目標値Ｌｄが割り当てられ、比較的大きい速度に対して、比較的大きい目標値Ｌｄが割り当てられる。

上記のように、追従制御は、車間距離Ｌが目標値Ｌｄに一致するように目標加速度を設定する制御（以下、「通常制御」と称呼される場合もある。）である。ただし、運転支援ＥＣＵ１０は、下記の例外制御開始条件が成立すると判定した場合、通常制御（減速制御）を中断して、後述する例外制御（第１例外制御及び第２例外制御）を実行する。例外制御開始条件は、下記の（条件１）乃至（条件３）から構成されている。

（条件１） 減速制御を実行中である（目標加速度が「０」より小さい）。
（条件２） 自車両の速度に対する先行車両の速度（相対速度ｒｖ）が、「０」より小さい状態（以下、「第１状態」と称呼する。）から「０」以上である状態（以下、「第２状態」と称呼する。）に遷移した。
（条件３） 自車両及び先行車両の進行方向における直近の信号機Ｓの灯火色が「赤」である。

上記の例外制御開始条件が成立すると、運転支援ＥＣＵ１０は、通常制御（減速制御）を中断するとともに、第１例外制御を開始する。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の加速度が変化しないように駆動装置等を制御する。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、（条件１）乃至（条件３）が成立した場合、車間距離Ｌが目標値Ｌｄより拡大することを許容する。運転支援ＥＣＵ１０は、第１例外制御を開始してから所定の時間ｔｘが経過すると、第１例外制御を終了するとともに、第２例外制御を開始する。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の加速度を一定の変化率で増大させる。そして、運転支援ＥＣＵ１０は、第２例外制御を開始してから所定の時間ｔｙが経過すると、第２例外制御を終了し、通常制御を再開する。

ただし、例外制御を実行している途中で、先行車両が急激に減速して車間距離Ｌが目標値Ｌｄより縮小した場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、例外制御を即座に終了し、通常制御を再開する。

なお、本実施形態では、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両が信号機Ｓの手前の所定の領域Ｒ（認識可能地点Ｐｒと信号機Ｓとの間）において、上記の例外制御を一度だけ実行可能である。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０が領域Ｒ内にて例外制御を一度実行（例外制御を途中で中止した場合も含まれる）した後に、当該領域Ｒ内において再び上記の例外制御開始条件が成立したとしても、運転支援ＥＣＵ１０は、例外制御を実行しない。これに代えて、運転支援ＥＣＵ１０は、領域Ｒ内において例外制御開始条件が成立するごとに、通常制御を中断して、例外制御を実行してもよい。

例外制御開始条件が成立する状況として、例えば、信号機Ｓの手前において、路面が水平である場合に、先行車両の制動力が、比較的大きい状態から急激に弱められた状況が想定される。この例において、自車両の速度に対する先行車両の速度が「０」より大きくなり、車間距離Ｌが拡大していく。この状況において、直近の信号機Ｓの灯火色が「赤」である場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、先行車両に追従して自車両の制動力を急激に弱めるのではなく、自車両の制動力を保持又は緩やかに弱める。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、車間距離Ｌの拡大を許容する。

例えば、領域Ｒ内において、先行車両の加速度及び速度が図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に破線で示したように変化した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の加速度を、図３（Ａ）において実線で示したように変化させる。これにより、自車両の速度は図３（Ｂ）に実戦で示したように変化する。また、車間距離Ｌは、図３（Ｃ）のように変化する。以下、この際の運転支援ＥＣＵ１０の動作について具体的に説明する。

ここで、運転支援ＥＣＵ１０は、領域Ｒ内において、例外制御開始条件が成立するか否かを繰り返し判定する。運転支援ＥＣＵ１０は、その判定結果に応じて、通常制御又は例外制御を実行する。以下の説明において、運転支援ＥＣＵ１０が通常制御又は例外制御を実行するタイミング（目標加速度を更新するタイミング）を「制御タイミングＴ」と称呼する。

具体的には、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の加速度が「０」より小さいとき、「（条件１）が成立する」と判定する。一方、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の加速度が「０」以上であるとき、「（条件１）が成立しない」と判定する。

また、運転支援ＥＣＵ１０は、各制御タイミングＴにおいて、以下に述べるようにして、（条件２）が成立するか否かを判定する。すなわち、前回の制御タイミングＴにおける相対速度ｒｖが「０」より小さく、且つ今回の制御タイミングＴにおける相対速度ｒｖが「０」以上である場合、運転支援ＥＣＵ１０は、「（条件２）が成立する」と判定する。一方、例えば、前回及び今回の制御タイミングＴにおける相対速度ｒｖのいずれもが、「０」より大きい場合又は「０」より小さい場合、運転支援ＥＣＵ１０は、「（条件２）が成立しない」と判定する。また、例えば、前回の制御タイミングＴにおける相対速度ｒｖが「０」より大きく、且つ今回の制御タイミングＴにおける相対速度ｒｖが「０」以下である場合、運転支援ＥＣＵ１０は、「（条件２）が成立しない」と判定する。

また、運転支援ＥＣＵ１０は、カメラ５３から取得した画像データを解析して認識した直近の信号機Ｓの灯火色が「赤」であるとき、「（条件３）が成立する」と判定する。一方、運転支援ＥＣＵ１０は、認識した信号機Ｓの灯火色が「黄」又は「緑」であるとき、「（条件３）が成立しない」と判定する。なお、この例の全期間に亘り、「（条件３）が成立する」と仮定する。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、直近の信号機Ｓの灯火色が「赤」であると認識している。

なお、運転支援ＥＣＵ１０が目標加速度を更新（設定）してから、自車両の加速度が目標加速度に一致するまでにかかる時間は微小である。よって、運転支援ＥＣＵ１０が制御タイミングＴにおいて目標加速度を設定すると、その次の制御タイミングＴに至る前に、自車両の加速度が目標加速度に一致する。

＜先行車両の挙動＞
つぎに、同図３を参照して、同図の例における先行車両の挙動（加速度及び速度の変化）を説明する。時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１期間において、先行車両の制動力が強められている。具体的には、第１期間の初期に、先行車両の加速度が「０」から略一定の変化率で急激に低下するとともに、先行車両の速度が急激に低下している。そして、第１期間の中期から先行車両の制動力が徐々に弱められている。すなわち、第１期間の中期から先行車両の加速度の変化率が小さくなり始め、やがて、その変化率が「０」になる。そして、第１期間の終期では、先行車両の加速度が略一定である。すなわち、第１期間の終期では、それ以前（第１期間の初期及び中期）に比べて、先行車両の速度が少し緩やかに減少する。

時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第２期間において、先行車両の制動力が急激に弱められている。すなわち、第２期間において、先行車両の加速度が「０」に向かって急激に上昇している。つまり、当該第２期間の終期では、先行車両の速度がほとんど変化しなくなっている。

時刻ｔ２から時刻ｔ３までの第３期間において、先行車両の加速度が略「０」に保持される。つまり、第３期間において、先行車両は、略一定の速度で走行している。

時刻ｔ３から時刻ｔ４までの第４期間において、第１期間と同様に、先行車両の制動力が強められている。具体的には、第４期間の初期に、先行車両の加速度が「０」から略一定の変化率で低下している。つぎに、第４期間の中期から先行車両の制動力が徐々に弱められている。すなわち、先行車両の加速度の変化率が小さくなり始め、やがて、その変化率が「０」になる。そして、第４期間の終期では、先行車両の加速度が略一定である。先行車両の速度は、第４期間の初期において緩やかに低下し、中期において急激に低下している。そして、第４期間の終期では、比較的緩やかに低下している。なお、第４期間の終期では、先行車両は、信号機Ｓにかなり接近していて、かなり低速で走行している。

時刻ｔ４から時刻ｔ５までの第５期間において、先行車両の制動力が弱められている。すなわち、第５期間の初期において、先行車両の加速度が「０」に向かって急激に上昇している。そして、第５期間の終期において、先行車両の加速度が「０」になる。このようにして、先行車両の速度が「０」になる。すなわち、先行車両は、信号機Ｓの少し手前にて停止する。

＜運転支援ＥＣＵ１０の動作＞
つぎに、同図３を参照して、運転支援ＥＣＵ１０の動作について説明する。上記のように、この例の全期間に亘って（条件３）が成立している。そのため、以下、各制御タイミングＴにおいて（条件１）及び（条件２）が成立するか否かについて説明する。

時刻ｔ０において、自車両は、先行車両より少し低速で走行している。時刻ｔ０（制御タイミングＴ０）において、自車両の加速度は、「０」である。すなわち、制御タイミングＴ０において、（条件１）が成立しない。また、制御タイミングＴ０において、相対速度ｒｖは「０」より大きい。そして、制御タイミングＴ０の１つ前の制御タイミングＴにおいても、相対速度ｒｖが「０」より大きい。すなわち、制御タイミングＴ０において、（条件２）が成立しない。つまり、制御タイミングＴ０において、例外制御開始条件が成立していない。よって、制御タイミングＴ０において、運転支援ＥＣＵ１０は、通常制御を実行する。制御タイミングＴ０では、相対速度ｒｖが比較的小さく、且つ車間距離Ｌはあまり変化しない傾向にある（車間距離Ｌの変化率が小さい）。また、車間距離Ｌは、目標値Ｌｄに略一致している。よって、この制御タイミングＴ０において、運転支援ＥＣＵ１０は、自車両の目標加速度をほとんど変化させていない。なお、図３において、目標値Ｌｄは記載されていない。

この例において、制御タイミングＴ０の次の制御タイミングＴにおいて、（条件２）が成立していない。よって、運転支援ＥＣＵ１０は、当該制御タイミングＴにおいても、通常制御を実行している。その後の時刻ｔａ（制御タイミングＴａ）以前の時間帯における各制御タイミングＴにおいても、運転支援ＥＣＵ１０は、通常制御を実行している。その結果、この時間帯において、自車両の加速度及び速度が緩やかに低下している。一方、この時間帯において、先行車両は減速し始めている。そして、時刻ｔａ（制御タイミング制御タイミングＴａにおいて、先行車両の速度と自車両の速度が一致している。

制御タイミングＴａにおいて、自車両の加速度は「０」より少し小さい。すなわち、制御タイミングＴａにおいて、（条件１）が成立している。一方、制御タイミングＴａにおいて、相対速度ｒｖは「０」であるが、制御タイミングＴａの１つ前の制御タイミングＴでは、相対速度ｒｖは「０」より大きい。すなわち、制御タイミングＴａにおいて、（条件２）が成立していない。よって、運転支援ＥＣＵ１０は、制御タイミングＴａにおいても、通常制御を実行する。制御タイミングＴａでは、車間距離Ｌは、目標値Ｌｄより少し小さい。そこで、制御タイミングＴａにおいて、運転支援ＥＣＵ１０は、目標加速度を少し低下させている。これにより、自車両の速度が低下し始めている。なお、時刻ｔａでは、先行車両の速度は自車両に比べて急激に低下する傾向にある。

制御タイミングＴａの次の制御タイミングＴにおいても、（条件１）が成立しているが、（条件２）が成立していない。よって、運転支援ＥＣＵ１０は、当該制御タイミングＴにおいても、通常制御を実行している。その後の時刻ｔ１（制御タイミングＴ１）以前の時間帯の各制御タイミングＴにおいても、運転支援ＥＣＵ１０は、制御タイミングＴａと同様に、通常制御を実行している。その結果、この時間帯において、自車両の加速度及び速度が低下している。

制御タイミングＴ１において、自車両の加速度は「０」より小さい。すなわち、制御タイミングＴ１において、（条件１）が成立している。一方、制御タイミングＴ１において、相対速度ｒｖは「０」より小さく、制御タイミングＴ１の１つ前の制御タイミングＴにおいても、相対速度ｒｖが「０」より小さい。すなわち、制御タイミングＴ１において、（条件２）が成立していない。よって、運転支援ＥＣＵ１０は、制御タイミングＴ１において、通常制御を実行している。制御タイミングＴ１では、車間距離Ｌは、目標値Ｌｄより小さい。よって、制御タイミングＴ１において、運転支援ＥＣＵ１０は、目標加速度をさらに低下させている。これにより、自車両の加速度及び速度がさらに低下している。

制御タイミングＴ１の次の制御タイミングＴにおいても、（条件１）が成立しているが、（条件２）が成立していない。よって、運転支援ＥＣＵ１０は、当該制御タイミングＴにおいても、通常制御を実行している。その後の時刻ｔ２（制御タイミングＴ２）以前の時間帯の各制御タイミングＴにおいても、運転支援ＥＣＵ１０は、制御タイミングＴ１と同様に、通常制御を実行している。その結果、この時間帯において、自車両の加速度及び速度が低下している。
「００００」
制御タイミングＴ２及びその後の各制御タイミングＴ（時刻ｔｂ以前の制御タイミングＴ）においても、例外制御開始条件が成立していない。よって、運転支援ＥＣＵ１０は、通常制御を実行している。これにより、自車両の加速度及び速度がさらに低下している。一方、上記のように、時刻ｔ２において、先行車両の速度の変化率が略「０」である。そのため、時刻ｔ２の後の時刻ｔｂ（制御タイミングＴｂ）において、自車両の速度が先行車両の速度に一致している。

制御タイミングＴｂにおいて、自車両の加速度は「０」より小さい。すなわち、制御タイミングＴｂにおいて、（条件１）が成立している。一方、制御タイミングＴｂにおいて、相対速度ｒｖは「０」であり、制御タイミングＴｂの１つ前の制御タイミングＴにおいて、相対速度ｒｖが「０」より小さい。すなわち、制御タイミングＴｂにおいて、（条件２）が成立している。また、上記のように、制御タイミングＴｂにおいて、（条件３）が成立している。よって、運転支援ＥＣＵ１０は、制御タイミングＴｂにおいて通常制御を中断して、例外制御を開始する。

すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、時刻ｔｂからその後の時刻ｔｃまでの期間Ａ内において第１例外制御を実行する。つまり、運転支援ＥＣＵ１０は、期間Ａにおいて、自車両の加速度を一定に保持する。具体的には、期間Ａ内における各制御タイミングＴにおいて、運転支援ＥＣＵ１０は、目標加速度を、制御タイミングＴｂの１つ前の制御タイミングＴにおいて設定された目標加速度と同一値に設定する。なお、時刻ｔｂから時刻ｔｃまでの時間ｔｘは、予め規定されている。

つぎに、運転支援ＥＣＵ１０は、期間Ａの終端である時刻ｔｃからその後の時刻ｔｄまでの期間Ｂにおいて、第２例外制御を実行する。つまり、運転支援ＥＣＵ１０は、期間Ｂにおいて、自車両の加速度を一定の変化率αで徐々に増大させる。具体的には、期間Ｂ内における各制御タイミングにおいて、運転支援ＥＣＵ１０は、１つ前の制御タイミングＴにおける目標加速度に所定値を加算して得られた値を新たな目標加速度として採用する。なお、時刻ｔｃから時刻ｔｄまでの時間ｔｙは、予め規定されている。運転支援ＥＣＵ１０は、第２例外制御を開始してから時間ｔｙが経過すると、例外制御を終了する。なお、この例では、運転支援ＥＣＵ１０は、第３期間の中期に、例外制御を終了している。

なお、変化率αが比較的小さく、さらに、時間ｔｙが比較的短いので、第２例外制御の実行中に自車両の加速度が「０」に至っていない。ただし、例えば、先行車両が定速走行する時間（加速度が「０」である時間）が比較的長い場合には、運転支援ＥＣＵ１０が第２制御を実行中に、自車両の加速度が「０」に至る場合がある。この場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、それ以降の制御タイミングＴにおいて、自車両の目標加速度を「０」に保持する。

上記のように、運転支援ＥＣＵ１０は、期間Ａ及び期間Ｂにおいて、自車両を先行車両に追従させるのではなく、自車両を減速させ続ける。すなわち、当該期間において、車間距離Ｌの拡大が許容されている。

運転支援ＥＣＵ１０は、上記の例外制御を終了すると、その後、同領域Ｒ内において例外制御開始条件が再び成立したとしても、例外制御を実行しない。つまり。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、通常制御を実行する。

運転支援ＥＣＵ１０は、上記の例外制御を終了した時刻ｔｄ（制御タイミングＴｄ）から、通常制御を再開する。制御タイミングＴｄでは、車間距離Ｌが目標値Ｌｄに比べて拡大している。よって、運転支援ＥＣＵ１０は、車間距離Ｌが縮小するように、自車両の目標加速度を設定している。なお、制御タイミングＴｄでは、先行車両が自車両より低速で走行している。そのため、自車両を急激に減速させる必要はなく、緩やかに減速させれば、車間距離Ｌが減少する。そのため、運転支援ＥＣＵ１０は、制御タイミングＴｄ及びそれ以降の制御タイミングにおいて、目標加速度を少しずつ低下させている。

時刻ｔｄの後の時刻ｔｅ（制御タイミングＴｅ）において、自車両が信号機Ｓにかなり接近している。また、自車両は、かなり低速で走行している。運転支援ＥＣＵ１０は、当該制御タイミングＴｅから、自車両の目標加速度を「０」へ向かって徐々に増大させている。これにより、自車両の速度が緩やかに低下する。そして、信号機Ｓの手前にて停止した先行車両の後方にて、自車両が停止する。

なお、同図の例では、例外制御を開始してから終了するまで車間距離Ｌが拡大する傾向にある。そのため、例外制御を中止しない。これに対し、例外制御を実行中に、先行車両が急激に減速して、車間距離Ｌが減少し始めると、運転支援ＥＣＵ１０は、例外制御を即座に中止して、通常制御を実行する。

つぎに、図４を参照して、運転支援ＥＣＵ１０のＣＰＵ１０ａ（以下、単に「ＣＰＵ」と称呼する。）の動作（上記の追従制御を実現する追従プログラム）を具体的に説明する。

上記のように、ＣＰＵは、周囲センサ５０から取得した情報に基づいて、追従すべき他車両（先行車両）が存在するか否かを逐次判定する。ＣＰＵは、追従すべき先行車両が存在すると判定すると、ステップ１００から追従処理を開始し、ステップ１０１に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０１に進むと、ナビゲーションシステム５５から取得した情報に基づいて、自車両が領域Ｒ内に進入したか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵは、ナビゲーションシステム５５から自車両の位置を表す情報を逐次取得し、前回取得した位置が領域Ｒの外側であり、且つ今回取得した領域Ｒの内側（境界を含む）である場合に、自車両が領域Ｒ内に進入したと判定する。ＣＰＵは、「自車両が領域Ｒ内に進入した」と判定した場合（１０１：Ｙｅｓ）、ステップ１０２に進む。一方、ＣＰＵは、「自車両が領域Ｒに進入していない」と判定した場合（つまり、自車両が領域Ｒ外を走行している場合（１０１；Ｎｏ））、ステップ１１０に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０２に進むと、例外制御フラグＦの値を「１」に初期化する。ここで、例外制御フラグＦは、領域Ｒ内における例外制御の実行可否を表すフラグである。すなわち、例外制御フラグＦの値が「１」である状態において、例外制御の実行が許容されている。一方、例外制御フラグＦの値が「０」である状態において、例外制御の実行が禁止されている。上記のように、ステップ１０２では、ＣＰＵは、例外制御フラグＦの値を「１」に設定している。すなわち、ＣＰＵは、例外制御を実行可能な状態になる。

つぎに、ＣＰＵは、ステップ１０３にて、例外制御開始条件が成立するか否かを判定する。例外制御開始条件が成立する場合（１０３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵはステップ１０４に進む。一方、例外制御開始条件を構成する３つの条件のうちのいずれか１つ又は複数の条件が成立しない場合（１０３：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１１０に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０４に進むと、例外制御フラグＦの値が「１」であるか否かを判判定する。例外制御フラグＦの値が「１」である場合（１０４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１０５に進む。一方、例外制御フラグＦの値が「１」ではない場合（「０」である場合（１０４：Ｎｏ））、ＣＰＵは、ステップ１１０に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０５に進むと、例外制御フラグＦの値を「０」に設定する。そして、ＣＰＵは、ステップ１０６に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０６に進むと、第１例外制御を実行する。つまり、ＣＰＵは、自車両の目標加速度を変更しない。つぎに、ＣＰＵは、ステップ１０７にて、第１例外制御の継続時間（第１例外制御を開始してからの経過時間ｔ）が所定の時間ｔｘを超えたか否かを判定する。経過時間ｔが、未だ時間ｔｘを超えていない場合（１０７：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１０６に戻る。一方、経過時間ｔが時間ｔｘを超えた場合（１０７：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１０８に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０８に進むと、第２例外制御を実行する。つまり、ＣＰＵは、自車両の目標加速度の現在値に所定値を加算する。つぎに、ＣＰＵは、ステップ１０９にて、第２例外制御の継続時間（第２例外制御を開始してからの経過時間ｔ）が所定の時間ｔｙを超えたか否かを判定する。経過時間ｔが、未だ時間ｔｙを超えていない場合（１０９：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１０８に戻る。一方、経過時間ｔが時間ｔｙを超えた場合（１０９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１１０に進む。

ＣＰＵは、ステップ１１０に進むと、通常制御を実行する。つまり、ＣＰＵは、車間距離Ｌが所定値に一致するように、自車両の目標加速度を更新する。そして、ＣＰＵは、ステップ１１１にて、自車両が領域Ｒから退出したか否かを判定する。自車両が領域Ｒから退出した場合（１１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１０１に戻る。一方、自車両が領域Ｒ内に位置している場合（１１１：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１０３に戻る。

ここで、ＣＰＵは、ステップ１０６乃至ステップ１０９を実行中（例外制御の実行中）に、車間距離Ｌの変化を監視している。車間距離Ｌが縮小し始めると、ＣＰＵは、例外制御の実行を中止して、ステップ１１０に進む。

（効果）
上記のように、本実施形態に係る運転支援装置１は、信号機Ｓの灯火色が「赤」である場合に、その信号機Ｓの手前にて先行車両が減速走行と定速走行とを繰り返した場合、先行車両の定速走行時に車間距離Ｌが通常制御において定められる目標値Ｌｄより増大することを許容する。すなわち、運転支援装置１は、自車両の速度を先行車両に完全に追従させるのではなく、自車両を緩やかに減速させ続ける。このように、自車両の挙動が、運転者の期待した挙動（信号機Ｓの灯火色が「赤」である場合に期待される挙動）に略一致している。また、この場合の先行車両の加速度の変化に比べて、自車両の加速度の変化が緩やかである。よって、本発明によれば、従来装置（自車両の速度を先行車両の速度に常に追従させる装置）に比べて、自車両の乗員の不快感を低減できる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、以下に述べるように、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

＜変形例１＞
上記実施形態では、第１状態から第２状態へ遷移すると、第１例外制御を実行した後、第２例外制御を実行する。これに代えて、第１状態から第２状態へ遷移したとき、第１例外制御を実行することなく、第２例外制御を実行してもよい。

＜変形例２＞
上記実施形態では、運転支援ＥＣＵ１０は、カメラ５３から取得した画像データに基づいて信号機Ｓの灯火色が「赤」であるか否かを判定しているが、通信装置を介してサーバーから信号機Ｓの灯火色に関する情報を取得してもよい。

１…運転支援装置、１０…運転支援ＥＣＵ、２０…駆動装置、３０…制動装置、４０…シフト切替装置、５０…周囲センサ、６０…操作スイッチ、Ａ，Ｂ…期間、Ｆ…例外制御フラグ、Ｌ…車間距離、Ｌｄ…目標値、Ｒ…領域、Ｓ…信号機、Ｔ…制御タイミング、ｒｖ…相対速度

Claims (1)

1. 自車両の駆動輪に駆動力を付与する駆動装置と、
   前記駆動輪に制動力を付与する制動装置と、
   自車両の周囲の物標に関する情報である周辺情報を出力する周囲センサと、
   前記周辺情報に基づいて、自車両の直前を走行する先行車両と自車両との車間距離の目標値を決定し、前記周辺情報に基づいて取得した車間距離の実測値が前記目標値に一致するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する追従制御を実行する運転支援制御装置と、
   を備え、
   前記追従制御は、先行車両が減速して前記車間距離が前記目標値より縮小した場合に、自車両の加速度が「０」より小さな所定値に一致するように前記駆動装置及び前制動装置を制御して自車両を減速させて、前記縮小した車間距離を前記目標値に近づける減速制御を含み、
   前記運転支援制御装置は、
   前記周辺情報に基づいて、先行車両の速度を演算し、
   前記減速制御を実行中に自車両に対する先行車両の速度である相対速度が「０」より小さい状態から「０」より大きい状態に遷移した場合であって、且つ前記周辺情報に基づいて、自車両及び先行車両の進行方向における直近の信号機の灯火色が「赤」であることを検出した場合、
   前記追従制御を中断するとともに、
   前記車間距離が前記目標値より拡大することを許容した例外制御であって、
   自車両の加速度が前記所定値に保持されるように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する第１例外制御、及び、
   自車両の加速度が、前記所定値から徐々に増大するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する第２例外制御、
   を含む例外制御を実行可能であり、
   前記第１例外制御を開始してから所定の第１時間が経過したとき、前記第１例外制御を終了するとともに前記第２例外制御を開始し、前記第２例外制御を開始してから所定の第２時間が経過したとき、前記第２例外制御を終了し、当該第２例外制御を終了した時点から、自車両が前記信号機を通過するまで、前記第１例外制御及び前記第２例外制御を実行不能である、
   運転支援装置。

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